SJ)、灌概帶入途徑（SG)、枯桿還田途徑 (JT)、作物收獲帶出途徑狂巧、地下淋溶流失途徑（S幻、氨揮發(fā)途徑（QH)、氧化亞氮排放途 徑怕巧和枯桿移除途徑（JY)。其中，所述的氮排放量數(shù)據(jù)中，種子帶入途徑狂T)通過測 量縣域農(nóng)田不同種子播種量、不同種子中的含氮量求得；化肥施用途徑（FH)和有機(jī)肥施用 途徑（F巧根據(jù)縣域農(nóng)田不同種植模式面積、化肥與有機(jī)肥施用量求得；生物固氮途徑（NG) 通過測定豆科植物面積及固氮量測定；大氣降水途徑（SJ)通過測定農(nóng)田年降水量和降水 中含氮量確定；灌概帶入途徑（SG)通過測定灌概量和灌概用水中含氮量來確定；枯桿還田 途徑（JT)、枯桿移除途徑（J巧和作物收獲帶出途徑狂巧通過作物播種面積、枯桿還田比 例、枯桿移除比例W及測定枯桿和巧粒中的含氮量求得；地表徑流流失途徑（SB)通過測定 地表徑流水量和采集地表徑流水含磯量求得；地下淋溶流失途徑（SX)通過測定地下淋溶 水量和采集淋溶水含氮量求得；氨揮發(fā)途徑（QH)與氧化亞氮排放途徑怕巧通過測量不同 作物氮肥使用過程中N&、馬0排放總量確定。
[0031] 表1 2012年縣域地表徑流總氮排放量及2010年影響因素（噸）
[0032]
[0033]
[0034] (3)W黃淮海半濕潤平原區(qū)內(nèi)所轄區(qū)縣為統(tǒng)計單元，建立2012年地表徑流總氮排 放量與2010年影響因素總氮通量數(shù)據(jù)集。限于篇幅，表1為部分?jǐn)?shù)據(jù)，實際輸入R統(tǒng)計計 算語言軟件的區(qū)縣有212個區(qū)縣，所有區(qū)縣均屬于黃淮海半濕潤平原區(qū)。
[00巧](4)應(yīng)用馬爾科夫分析方法，建立地表徑流總氮縣域預(yù)測模型如下：
[0036] SB = a+bXZT+cXFH+dXFY+eXNG+fXSJ+gXSG+hXJT+iXZS+jXSX+kXQH+1 XQP+mXJY (1)
[0037] (5)根據(jù)各2012年地表徑流總氮排放量、各歷史2010年份對應(yīng)的地表徑流總氮 排放量影響因素（表2)，采用多元統(tǒng)計分析法，將表1數(shù)據(jù)輸入R統(tǒng)計計算語言軟件，獲取 總氮排放量預(yù)測模型中常數(shù)項a的值、回歸系數(shù)b、C、te、f、g、h、i、j、k、l、m的值因此式 (1)成為：
[0038] SB = 21650+(-0. 3775) XZT+(0. 0006705) XFH+(-〇. 001449) XFY+(0. 04089) XN G+(-0. 009531)X SJ+(0. 0439巧X SG+(0. 007778)X JT+(0. 0005：M巧X ZS+(0. 08889)X SX+ (-0. 02315) XQH+化05624) XQP+(0. 02278) XJY
[0039] 回歸分析的擬合度R2= 0. 9219。
[0040] (6)根據(jù)已知a的值、回歸系數(shù)b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m的值和式（l)預(yù)測 得到2014年黃淮海半濕潤平原區(qū)農(nóng)田面源污染總氮排放量（表3)，為農(nóng)田面源污染防治提 供技術(shù)支撐。
[0041] 表2 2012年縣域地表徑流總氮排放量影響因素（噸） 「匪91
[0044] 表3 2014年縣域地表徑流總氮預(yù)測排放量（噸）
[0045]
[0046] W上的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)胃選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn) 行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方 案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種農(nóng)田面源污染縣域地表徑流總氮排放量預(yù)測方法，其特征在于，包括步驟： 1) 基于全國各區(qū)縣地貌、氣候、肥料施用等自然因素，確定農(nóng)田面源污染發(fā)生區(qū)劃，確 定各農(nóng)田面源污染地表徑流總氮發(fā)生分區(qū)及各分區(qū)涉及縣級行政區(qū)劃范圍； 2) 基于農(nóng)田生態(tài)養(yǎng)分循環(huán)理論，選擇影響地表徑流總氮排放量（SB)因素：種子帶入 途徑（ZT)、化肥施用途徑（FH)、有機(jī)肥施用途徑（FY)、生物固氮途徑（NG)、大氣降水途徑 (SJ)、灌溉帶入途徑（SG)、秸桿還田途徑（JT)、作物收獲帶出途徑（ZS)、地下淋溶流失途徑 (SX)、氨揮發(fā)途徑（QH)、氧化亞氮排放途徑（QP)和秸桿移除途徑（JY); 3) 在一個農(nóng)田面源污染發(fā)生分區(qū)內(nèi)，基于縣級區(qū)域的生物化學(xué)檢測，獲得第N年分區(qū) 內(nèi)各縣的農(nóng)田面源污染地表徑流總氮排放量（SB)，及第N年和第N-x年地表徑流總氮影響 因素量； 其中，X為1~5的正整數(shù)； 4) 建立縣域N年地表徑流總氮與N-x年地表徑流總氮影響因素預(yù)測模型如下所示：SB =a+b X ZT+c X FH+d X FY+e X NG+f X SJ+g X SG+h X JT+i X ZS+j X SX+k XQ H+l X QP+m X JY (I) 式⑴中，a為常數(shù)項，b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l、m為回歸系數(shù)；影響地表徑流總氮 排放量的氮排放量數(shù)據(jù)為第N-x年的數(shù)據(jù)； 選擇該農(nóng)田面源污染發(fā)生分區(qū)內(nèi)所有縣級行政區(qū)劃數(shù)據(jù)，代入所述數(shù)學(xué)模型中，用多 元統(tǒng)計分析法求得a~m的數(shù)值； 5) 在所述數(shù)學(xué)模型中代入步驟2)求得的a~m的數(shù)值、第N年的影響地表徑流總氮排 放量的氮排放量數(shù)據(jù)，求得第N+x年的地表徑流總氮排放量（SB)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)測方法，其特征在于，所述X為1~3的正整數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)測方法，其特征在于，總氮排放量數(shù)據(jù)中，種子帶入途徑 (ZT)通過測量縣域農(nóng)田不同種子播種量、不同種子中的含氮量求得；化肥施用途徑（FH)和 有機(jī)肥施用途徑（FY)根據(jù)縣域農(nóng)田不同種植模式面積、化肥與有機(jī)肥施用量求得；生物固 氮途徑（NG)通過測定豆科植物面積及固氮量測定；大氣降水途徑（SJ)通過測定農(nóng)田年 降水量和降水中含氮量確定；灌溉帶入途徑（SG)通過測定灌溉量和灌溉用水中含氮量來 確定；秸桿還田途徑（JT)、秸桿移除途徑（JY)和作物收獲帶出途徑（ZS)通過作物播種面 積、秸桿還田比例、秸桿移除比例以及測定秸桿和籽粒中的含氮量求得；地表徑流流失途徑 (SB)通過測定地表徑流水量和采集地表徑流水含磷量求得；地下淋溶流失途徑（SX)通過 測定地下淋溶水量和采集淋溶水含氮量求得；氨揮發(fā)途徑（QH)與氧化亞氮排放途徑（QP) 通過測量不同作物氮肥使用過程中NH 3、N2O排放總量確定。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的預(yù)測方法，其特征在于，所述選擇的縣級行政區(qū)劃屬于同一 個農(nóng)田面源污染發(fā)生分區(qū)，所述農(nóng)田面源污染發(fā)生分區(qū)為南方濕潤區(qū)、南方濕潤丘陵區(qū)、北 方高原區(qū)、東北半濕潤平原區(qū)、西北干旱區(qū)、西北干旱半干旱區(qū)中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明提出一種農(nóng)田面源污染縣域地表徑流總氮排放量預(yù)測方法，包括步驟：1)通過農(nóng)田面源污染發(fā)生分區(qū)，獲取不同分區(qū)中縣級行政區(qū)劃范圍，針對一種分區(qū)的縣級生物化學(xué)檢測，獲得N年縣級地表徑流總氮排放量；2)選擇N-x年影響地表徑流總氮排放量的氮排放量數(shù)據(jù)，建立與N年地表徑流總氮縣級預(yù)測模型；3)應(yīng)用地表徑流總氮縣級預(yù)測模型，通過N年影響地表徑流總氮排放量的數(shù)據(jù)，求得第N+x年的地表徑流總氮排放量。本發(fā)明提出的方法，針對縣域農(nóng)田面源污染地表徑流總氮無法預(yù)測的難題，在農(nóng)田面源污染發(fā)生區(qū)劃的基礎(chǔ)上，建立地表徑流總氮排放量預(yù)測模型，預(yù)測農(nóng)田地表徑流總氮排放量，為農(nóng)業(yè)面源污染防治提供技術(shù)支撐。
【IPC分類】G06Q50/02, G06Q10/04
【公開號】CN104966128
【申請?zhí)枴緾N201510303181
【發(fā)明人】劉申, 雷秋良, 劉宏斌, 翟麗梅, 王洪媛, 武淑霞
【申請人】中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月4日